沪宁高速跨线桥转体施工.doc

G312跨沪宁高速公路立交桥转体施工 周文胜1 ， 朱根云2 ，许柏民2（1、吴江明港道桥工程公司 吴江市 215233 2、苏州路达监理咨询有限公司 苏州市 215002）摘要：沪宁高速公路跨线桥为主跨70m的预应力混凝土连续箱梁，主桥采用转体施工，大大减少对高速公路的影响，本文主要介绍该桥的转体施工工艺、过程。关键词：跨线桥 转体施工 工艺 过程1、工程概况 昆山市陆家至正仪一级公路（G312改线段）在正仪镇南上跨沪宁高速公路。桥位与高速公路斜交5。跨路主桥上部结构为40m+70m+40m的三跨预应力连续箱梁，单箱三室变高箱形断面，顶面全宽25.5m，底板宽18.3m。桥梁下部为钻孔灌注桩基础，主墩承台分上下两层，墩身为三柱式。沪宁高速公路是苏南地区东西向交通主骨架，特别是上海至无锡段交通繁忙，日交通流量超过50000辆。为减少桥梁施工对高速公路交通的影响，主桥采用平面转体施工工艺。即在高速公路两侧，与高速公路平行搭设支架，分段现浇箱梁，形成两个“T”，然后转体85。在完成边跨现浇段及体系转换后，挂模现浇中合拢段，完成桥梁跨路施工。转体部分悬臂长33.5m，中合拢段长3m，每个“T”的转体重量为5400t。2、主要施工工艺流程 （1）、主墩、边墩钻孔灌注桩施工； （2）、承台及转体体系结构施工； （3）、墩身、边墩盖梁施工； （4）、箱梁现浇施工； （5）、转体； （6）、合拢段施工。 3、转体体系构造与施工本桥转体体系设计为中心支承与环道支承相结合，以中心支承为主的平转体系。中心支承采用混凝土球缺面铰，承受转动体系主要重量，四周的环道控制转动的稳定。顶推工具为普通千斤顶，顶推反力座设在下承台上。 3.1、磨心施工位于下承台上的混凝土球缺面铰形象称之为磨心，本桥磨心直径为2.5m，曲面半径为793.8cm，球面矢高为10cm。球面的制作精度是转体施工的关键。磨心与下承台是一次浇筑完成的。浇注前，按照磨心的半径和边高度，用钢板制模。钢模顶面各个点的高差为2mm。将钢模定位在承台钢筋上，同时准确预埋轴心钢柱。混凝土浇满后，用按照磨心球面曲线制作母线器反复沿轴心旋转，使球面成型，然后人工收光养生。磨心混凝土达到一定的强度后，在球面作等高线，等高线的间距为10cm，并在等高线画点，点的间隔也为10cm。用精密水准仪反复测量等高线上各点的标高，同一等高线上的各点的标高若不相等，人工用砂轮机打磨高的点，以达到各点的高差不超过0.5mm。 3.2、磨盖施工 磨盖是上承台与磨心接触的部分。为了减少起吊重量，方便施工，磨盖的尺寸定为3m3m1m，其重量为22.5t。磨盖以磨心为底模进行浇注。磨心完成后，在其顶面涂一层黄油作为隔离层，安装钢筋，浇筑混凝土。混凝土强度达到设计强度80%后，用葫芦吊起。用洗涤剂将磨心和磨盖的接触面清洗干净，放下磨盖，进行磨合。 3.3、磨心、磨盖的磨合 磨心和磨盖采用C60混凝土，其轴心抗压强度为32.5mPa。以全部转体重量由磨心支承计算，磨心的平均应力=N/A =54000410/3.142502=11 mPa。 有关资料（1）表明，由于材料的塑性及徐变影响，磨心应力只有在加载的初期分布不均匀，一周后，趋于平均应力。磨心和磨盖虽经磨合但不可能完全密合，实际施工中接触面一般控制达到70%为度（此时平均应力为15.7 mPa32.5 mPa） 磨合的方法经过几座桥的探索，将原来的干磨法改为水磨法。即在磨心的周围砌筑水池，将磨合面浸在水中。另在磨盖顶面、钢轴心套筒预埋一进水管。利用两台卷扬机（牵引绳保持水平）产生力偶矩，驱使磨盖转动。磨盖与磨心相互磨合时，水起到良好的润滑和散热作用，同时磨渣也通过水流带出。通常干磨需15天，水磨只需3天，工作效率大大地提高了，并且磨合的效果也明显较好。 磨合完成的判断方法： （1）、磨合面手感很光滑； （2）、磨心磨合面积大于70% （3）、标高测量。在磨盖的四角设点测其标高，旋转45、90、135、180，分别测各点的标高。各点标高变化愈小，说明磨合越好，同一等高线上各点的高差越小。每个方向误差控制小于5mm，后来转体也将会平稳，否则仍需磨合。本桥19#墩磨盖测量结果如下表：角度标高12340m1.04651.04751.04101.055045m1.04651.04901.04101.055090m1.04801.04901.03801.0545135m1.04951.04901.03951.0545180m1.04901.04751.03751.0560 磨合完成后，吊起磨盖，在磨合面上涂一层黄油，再将磨盖放下，然后浇筑上承台。3.4、环道施工由于箱梁T构的前后左右重量相对于磨心很难保证平衡，箱梁转体的稳定就由环道来控制。环道为不锈钢板和四氟板组成的滑动面，其宽度为50cm，上承台全宽设置。设计要求，不锈钢板和四氟板之间留有3mm的空隙，在施工中无法做到，实际上还是密贴的。尽管后期由于预应力的作用，不锈钢板与四氟板之间并不密贴，但在转动过程中环道还是与球铰一起组成了滑动面。环道的平整度将直接影响顶推力和梁体标高的变化。 具体的施工工艺：在下承台的顶面预留2cm深环道槽口，下层钢板与四氟板的粘贴由专业厂家分块施工，现场组拼。施工前将槽口清洗干净，用环氧砂浆贴底层钢板，同时用预埋钢筋固定钢板，四氟板的平面高差控制在0.5mm，接缝相对高差为0.2mm，转动时前进方向只能为负误差。安装时每块钢板测四个点，逐块调整，直至满足误差要求为止。不锈钢板位于在四氟板之上，与上层钢板采用环氧树脂粘贴，和上承台浇在一起。其前口应向上卷成圆弧形，防止转动时刮板。4、箱梁施工 墩、梁固结采用常规的硫磺砂浆临时支座和竖向预应力筋的方法。箱梁现浇施工同常规箱梁施工也没有区别。平行于高速公路，搭设满堂支架，在支架上分段浇筑混凝土，分段张拉预应力束，完成T 构的施工。5、转体施工 箱梁的两个“T” 施工完成后，准确计算两边对磨心的力矩（本桥边跨重，中跨轻，相差8547KNm，小于倾覆力矩，故不需配重）。清除上承台的底模。本桥是中心转体，将两台150吨的千斤顶水平安放在下承台反力座和上承台之间，开动油泵，两台千斤顶对磨心形成力偶，顶推上承台转动，直至顶推到位。启动后，为加快顶推速度，两台千斤顶交替顶推上转盘。顶推时注意记录千斤顶的油表读数，以判断顶推是否正常。转体前用经纬仪放出桥梁的中线和用水准仪测量四角的标高。在转体的过程中，注意观测四角标高的变化，及时报告观测结果，并控制桥梁的中线，防止转动过位。转动到位后，临时塞紧上下转盘。固结上下转盘后，进行合拢段的施工。本桥转体时间为6小时,转体过程中，高速公路正常通行。 由于上承台的预应力作用，环道的四氟板与不锈钢板并不密贴，摩擦力主要在磨心上，假设转体重量全部由磨心支承，摩擦力全面积均匀分布，则有：Td=2/3VR T静=2540000.191.25/3/6.5=1315kN T动=2540000.081.25/3/6.5=553.8kN V：垂直力； ：摩阻系数，动摩阻取0.08；静摩阻取0.19； R：磨心半径； d：顶推距离。 根据在转体过程中实际测得的结果，启动的顶推力为 1000kN；转动过程的顶推力为510kN，比计算的结果要小。 转体前后19#墩跨中和边跨箱梁端部标高变化较小，观测记录见下表：（单位：m）123边转体前13.33613.57613.338 同温度条件观测转体后13.33713.57813.341中转体前13.56213.79613.564转体后13.56113.79313.563根据转动的顶推力和转体过程标高的变化，表明本桥的转动体系构造的施工是成功的。6、中合拢段施工主桥下部结构、箱梁现浇以及转体施工等过程，对高速公路均无影响，甚至防撞护栏也可在转体前施工。中孔合拢段长3m，与高速公路的中央分隔带同宽。合拢段采用挂模施工，其施工工艺同同类桥梁合拢段的施工没有区别。本桥中合拢段挂篮的底栏结构高度为0.65m，跨中处设计净空为6m，底栏安装后净空为5.45m，满足高速公路净空5m的要求。挂篮安装和梁体施工期间，也可以做到不影响高速公路的通行。挂篮拆除采取整体下落的方法，选择车流量较小的清晨，将高速公路两侧的超车道临时封闭2小时，既保证不断交通，又确保行车安全。实践证明，转体施工对高速公路影响的确较小。7、结语 本座跨线桥转体施工顺利完成，结合近年来连续施工的几座转体桥，谈谈几点体会。 （1）、保证转体稳定的结构。从平衡支腿、四支腿发展到全环道，经过了几座桥的实践探索。实践证明，平衡支腿不能真正起到稳定的作用，转体过程中梁体标高变化较大，有一座桥标高变化达7cm，施工精度无法控制。四支腿与全环道的作用和效果相同，但施工很麻烦，过于理想化。全环道对转体的稳定控制起到较好的效果，标高的误差能控制在较小范围。 （2）、采用转体施工的桥梁结构形式： 本桥是连续梁桥转体，墩身为三柱式，这样上承台就成了一根双悬臂梁，为防止上承台在上部结构重力作用下开裂，在上承台7m2m的断面上就配了80束j15.24-12的钢绞线。转体完成后，钢绞线作用不大，经济上不十分合理。而以前苏州地区施工的类似结构的转体桥，多为连续刚构结构，上承台、墙式墩身、0#块连为一体，共同承受抗弯抗剪作用，尽管桥宽与本桥相近，但上承台只需配少量或不需配预应力束。即使